这幅生动的细胞彩虹代表了人类大脑区域有史以来最大的高分辨率 3D 图。是的，最大的，但大小仍然只有一立方毫米——大约是半粒米。凭借这一壮举，科学家们现在可以看到由 57,000 个细胞组成的复杂网络，这些细胞由 1.5 亿个突触和数百毫米的血管连接起来，构成了人类皮质的这一微小部分。
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在过去的十年里，哈佛大学和谷歌的研究人员一直在合作，致力于实现绘制完整、高分辨率的小鼠大脑图谱的目标。这是这一旅程中一小步但很重要的一步，揭示了脑组织片段直至突触尺度的一些前所未见的复杂性。
“‘碎片’这个词很讽刺，”资深作者 Jeff Lichtman 说，他的团队制作了构成新地图基础的电子显微镜图像。陈述。 “对于大多数人来说，1 TB 是巨大的，但人脑的一个片段——只是人脑的一小部分——仍然是数千 TB。”
在谷歌研究院开发的人工智能算法的帮助下，哈佛大学 Lichtman 团队的图像可以进行颜色编码和重建，以揭示前所未有的细节。
您可能会认为神经元（原型神经细胞）是中枢神经系统主要器官中最丰富的——线索就在名称中，对吧？但研究小组发现，这些细胞的数量实际上与支持细胞的数量成二比一。有助于保持大脑的环境恰到好处。最丰富的细胞类型是产生，神经轴突周围的重要绝缘层。
组织碎片中的奇怪之处包括强大的神经元，每个神经元通过 50 个或更多的突触连接，肿胀的轴突充满了团队在论文中描述的“不寻常的材料”，以及少数轴突排列成“广泛的螺旋”。由于组织样本最初取自患有以下疾病的患者，尚不清楚这些特征是否与该情况相关。
绘制到这种详细程度的重要性在于，它有望为未来的研究人员提供新的见解，让他们了解脑组织内的小规模连接如何可能产生重大影响，影响主要功能并导致疾病。
这个科学分支被称为“连接组学”。近年来该领域的其他进展包括一个大规模的国际项目在人类大脑中——就像我们绘制的地图一样– 以及出版。
将其添加到去年宣布的壮举中，科学家现在能够比以往更深入地观察我们的“小灰细胞”束。
为了进一步实现这一目标，并让尽可能多的科学家能够使用这些方法，哈佛大学和谷歌团队开发了一系列公开的分析工具。谷歌研究小组成员维伦·杰恩 (Viren Jain) 表示：“鉴于该项目投入巨额资金，以其他人现在都可以参与并从中受益的方式呈现结果非常重要。”
作为这个特定项目的最终目标，整个小鼠大脑的图谱将生成大约 1,000 倍于这个 1 立方毫米人脑碎片产生的数据量，因此还有很长的路要走。
作者承认：“毫无疑问，揭示神经回路连接数据含义的方法还处于起步阶段，但这个千万级数据集只是一个开始。”
该研究发表在期刊上科学。
